卫星导航接收机基带信号处理技术研究

随着我国北斗卫星导航系统的建设与发展,卫星导航系统在各个领域的应用也越来越广泛,甚至在城市建设、峡谷勘测、森林防护、大型建设内部、地下建筑等卫星信号大幅衰减的情况下,也能够应用北斗卫星导航系统满足常规的导航定位要求.基带信号处理是卫星导航接收机的主要功能单元,基带信号处理效果会对接收机的多项性能产生直接影响,因此要快速...     

基于软件接收机的卫星导航信号模拟器性能指标测试

针对卫星导航信号模拟器的性能指标测试评估问题,提出了基于软件接收机的性能指标测试方法;通过分析模拟器性能,包括对动态性能、相位噪声、通道间时延一致性和静态定位精度的综合分析,给出了相应的测试方法和测试流程,并结合卫星导航信号模拟器产生的实际信号对各项性能指标的测试结果进行分析;经测试结果表明,软件接收机可以有效地对卫星导航信号模拟器各项性能指标进行测试,测试结果符合理论预期,满足模拟器性能指标测试评估的需求。     

基于独立DSP平台的实时卫星导航接收机的设计

以TI公司的TMS320C6416芯片为例,设计实现了基于独立DSP芯片的通用卫星导航接收机平台,说明了如何通过单独的DSP平台实现中频卫星信号的采集、程序和数据的存储、线程调度等功能,以及如何支持多星座卫星导航接收机扩展。实验结果表明,根据本方案实现的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能。     

基于FPGA和DSP的卫星导航接收机测试平台

介绍了一种基于高性能FPGA和DSP的卫星导航接收机多功能硬件测试平台,给出了平台的硬件框图.在该平台上实现了卫星信号的捕获跟踪,并给出了测试结果.     

高旋弹卫星导航接收机半实物仿真

半实物仿真是测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下工作性能的有效手段。为测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下的性能,阐述了二维弹道修正引信实现弹道修正的工作原理和北斗卫星导航接收机的基本工作原理;建立了高旋7自由度弹道模型;设计了半实物仿真系统,编写了仿真模型,并在RT-LAB实时仿真平台上运行;分别在非旋转条件和旋转条件下对卫星导航接收机进行了半实物仿真测试,仿真测试结果显示仿真机数据与弹上机转换后数据曲线重合。实验表明：半实物仿真系统可有效检验高旋炮弹卫星导航接收机功能和准确度。     

一种卫星导航抗干扰接收机的室内无线测试方法

卫星导航抗干扰接收机室内无线抗干扰测试具有成本低、可控性好、重复性强等优点,因此得到了广泛的应用.已有室内无线抗干扰测试方法中卫星信号采用单天线输出形式、干扰信号采用静态干扰模拟方式,无法在空域上模拟卫星空间位置关系及真实的干扰场景,因而不能准确地测试出接收机的抗干扰性能.针对这个问题,提出了一种基于微波暗室的大视场角卫星导航抗干扰接收机的测试方法,通过扩大模拟信号的视场角,实现卫星信号多天线输出、干扰信号动态模拟.通过数字仿真与实测结果对比分析,验证了本文所提出的测试方法的有效性与合理性,并分析了信号模拟误差对抗干扰接收机测试带来的影响.     

实时卫星导航接收机在独立DSP平台上的设计实现

针对目前卫星导航接收机通常需要依赖FPGA芯片或ASIC芯片,功能扩展升级困难的问题,提出了基于独立DSP芯片的模块化卫星导航接收机平台的构建方法,并研究了中频卫星信号的实时采集、程序和数据的分配与存储、线程调度管理技术.在此基础上,以TI公司的TMS320C6416芯片为实例,设计实现了实时软件接收机样机.实验结果表明,依照该方案设计的平台能够很好地实现实时卫星导航软件接收机的功能.     

卫星导航接收机自动测试系统

为了满足卫星导航接收机整机性能快速、精确测试的需求,实现对导航接收机性能的自动测试,构建了一种基于NI PXI硬件平台,采用导航信号模拟器、虚拟仪器技术和Microsoft Visual Studio 2008软件进行开发的卫星导航接收机自动测试系统。系统实现了多导航接收机的定位精度、冷启动首次定位时间、热启动首次定位时间、捕获灵敏度、速度精度的并行自动测试。良好的人机交互界面与多接收机并行测试的稳定运行,大大缩短了测试时间,提高了测试效率。通过对北斗导航接收机大量测试,结果表明该卫星导航接收机快速测试系统对于导航接收机整机性能并行测试快速、有效。     

软件无线电数字前端中的采样速率转换

由于目前移动通信标准繁多,且新旧体制混杂,很难做到统一,为了实现互连互通,目前比较可行的方法是采用软件无线电技术.采样率转换技术是软件无线电中实现互连互通的关键.对通信系统中不同通信体制的带宽速率进行采样速率转换是软件无线电中的重要技术.     

软件无线电采样率转换中的CIC滤波器性能改进

该文描述了一种软件无线电采样率转换中的CIC滤波器件能改进的方法。软什无线电是具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统；CIC滤波器实现简单，只用加减法就可以有效地执行采样率转换，而且其有较好的抗混叠和抗镜像性能，所以经常被应用于整数倍抽取和内插变换，传统的CIC滤波器是不适用于软件无线电的。该文通过分析传统的CIC滤波器结构特点以及目前已经存在的改进方法，通过控制改进型CIC滤波器的梳状滤波器级的延时，分析采样率转换因子和延迟序列的取值问题，合理的取值方案可以得到较好的旁瓣抑制和镜像衰减，并通过MATLAB进行仿真证明之。     

GLONASS卫星导航信号模拟与接收验证软件开发

GLONASS卫星导航信号的模拟可以为复杂环境下信号性能评估和接收机开发提供良好的研究基础。介绍了GLONASS信号的结构组成和仿真模型,分析了GLONASS信号生成过程中的伪距计算、多普勒频移、卫星位置计算三个关键问题,设计了一种基于C++平台的回放模式GLONASS信号软件模拟方案,实现了GLONASS中频信号文件的生成,并开发了GLONASS软件接收机进行了验证测试。结果表明,该软件接收机具有成本低和灵活度高等特点。     

卫星导航信号高灵敏度接收技术研究

随着卫星导航应用范围不断拓展,对导航接收机的灵敏度要求越来越高,高灵敏度可以使接收机在室内或其他卫星信号较弱情况下仍然能够实现定位和跟踪。目前传统接收机为超外差中频采样结合基带信号处理架构,该架构降低了对ADC信号采集以及基带信号处理的压力,但接收机灵敏度性能已趋于极限。随着ADC技术的不断发展,对卫星导航信号进行直接数字采样已渐渐成为现实。提出了一种基于高速ADC对卫星导航信号进行直接数字采样的方案,通过与传统超外差中频采样方案对比分析、仿真论证及实际测试,验证了新方案切实可行,并且能较大程度提升接收机灵敏度等关键技术指标,具有明显的技术优势。     

适用于GPS软件接收机的弱信号捕获方法

为了解决全球定位系统(GPS)软件接收机中弱信号捕获存在灵敏度和运算效率低的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)改进的差分相干累积算法。通过对去载波后的中频信号进行块累加处理,解决了相干积分时间的限制;根据FFT频移特性,采用多普勒圆周移位搜索替代频率补偿搜索,减少了FFT运算量;同时采用了不同的下变频,降低了频域分量间的损耗;对相干积分结果进行了差分相干累积,相对于传统的非相干累积,提高了信噪比。实验结果表明,该算法在-39dB的低信噪比环境下仍能捕获到所有微弱信号,具有较高的灵敏度和运算效率。     

卫星导航接收设备健康管理技术研究

针对卫星导航接收设备的技术特点和维护需求,基于故障检测与健康管理技术,提出了一种从射频前端、数字信号处理到算法实现全流程的预测与健康管理方案,搭建了卫星导航接收设备预测与健康管理系统体系结构。基于检测信息设置,完成信号处理与状态监测,开展卫星导航接收设备实时健康评估与寿命预测研究,根据评估与预测结果制定维护方案,实现卫星导航接收设备的健康管理。通过开展仿真试验与实际工程应用,验证了所设计的卫星导航接收设备健康管理方案的正确性与有效性,具有一定的工程推广价值。     

新型的卫星导航信号体制设计

为进一步提高导航信号精度、频带效率及增强导航系统可靠性,提出一种基于低密度奇偶校验(LDPC)码的最小频移键控-二进制偏移载波(MSK-BOC)调制信号体制(LDPC-MSK-BOC)。以Compass和GPS信号典型参数为例,采用功率谱密度、码跟踪误差、多径误差包络、误比特率、解调抗窄带/匹配谱干扰品质因数、码跟踪抗窄带/匹配谱品质因数、谱分离系数等参数来评估二进制偏移载波(BOC)和MSK-BOC两种信号的导航性能。理论分析和仿真结果表明:在频带资源受限的条件下,与BOC信号体制相比,所提出的信号体制在码跟踪精度和抗多径方面有更好的性能;同时可进一步提高系统的可靠性,改善频带利用率。     

抗干扰兼容型卫星导航接收机设计与仿真

抗干扰兼容型卫星导航接收机既可以使用组合卫星定位系统进行高精度定位,又具有优良的抗干扰性能。其抗干扰性能通过自适应调零天线实现,介绍了系统硬件电路实现,并在相应硬件平台上,采用功率反演算法进行干扰抑制。仿真测试结果表明,自适应调零天线有效地提高了接收信号的信噪比,提高了兼容型卫星导航接收机的应用范围。